[發(fā)明專利]可改善雪崩能力的超結(jié)半導(dǎo)體器件的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310491435.6
• 申請(qǐng)日: 2013-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN103560086A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜貫軍;陳橋梁;陳仕全;馬治軍;杜忠鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安龍騰新能源科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336;H01L21/266;H01L21/331
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

1.一種可改善雪崩能力的超結(jié)半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于：由以下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟一、利用外延工藝，在N⁺襯底（1）上形成一層3~10μm的N型外延層（2）；

步驟二、利用P柱掩膜板掩膜進(jìn)行硼離子注入形成一層厚度為3~6μm的P型N型外延層；

步驟三、分別重復(fù)步驟一和步驟二5~10次，同時(shí)硼離子注入劑量逐次增加2%~8%，然后在900~1200℃高溫下推結(jié)形成厚度為30~40μm的P型與N型交替的外延層，其中N型外延層（2）的摻雜濃度范圍為0.5~2.5×10¹⁵cm^-3，元胞區(qū)P柱摻雜濃度范圍為1.0~5.5×10¹⁵cm^-3；

步驟四、采用50~200KeV的能量注入劑量為2~8×10¹³cm^-2硼離子，并在900~1200℃的高溫下推結(jié)60~200分鐘形成Pbody區(qū)（4）；

步驟五、在1000~1200℃溫度下90分鐘干氧生長50~200nm厚的柵氧化層（6），之后淀積200~800nm厚的多晶硅，并使用干法刻蝕多晶硅形成多晶硅柵電極（7）；

步驟六、采用80KeV的能量注入劑量為3×10¹⁵cm^-2的砷離子，并在900℃的溫度下推結(jié)30分鐘形成N⁺源區(qū)（5）；

步驟七、淀積2~4μm厚的BPSG層，在900~1000℃氮?dú)夥諊禄亓?0~60分鐘，并刻蝕形成接觸孔；

步驟八、在整個(gè)器件的上表面淀積一層鋁，并刻蝕鋁形成源金屬電極（9），鈍化，背面金屬化形成漏電極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可改善雪崩能力的超結(jié)半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于：所述步驟三通過調(diào)節(jié)P柱掩膜板來控制P柱（3）不同區(qū)域的硼離子摻雜濃度，P柱（3）中間摻雜濃度最高，摻雜濃度向兩側(cè)遞減。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可改善雪崩能力的超結(jié)半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于：所述步驟三中通過逐次增加硼離子的注入劑量來控制P柱（3）縱向的摻雜濃度，P柱（3）底部的摻雜濃度最低，摻雜濃度從下向上逐漸增高。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的可改善雪崩能力的超結(jié)半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于：每個(gè)P柱（3）的P柱掩膜板均為一組相鄰的圖案組成，不同P柱的間隔大于P柱（3）的寬度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可改善雪崩能力的超結(jié)半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于：每組P柱掩膜板的離子注入?yún)^(qū)域的圖案為可制造的規(guī)則圖案。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可改善雪崩能力的超結(jié)半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于：每組P柱掩膜板的離子注入?yún)^(qū)域的圖案的寬度從P柱中心向兩側(cè)逐漸遞減。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可改善雪崩能力的超結(jié)半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于：所述可制造的規(guī)則圖案條形、圓形或方形。